直流電壓檢測器具有高靈敏度和高精度

出處：維庫電子市場網發(fā)布于：2023-09-28 16:59:56 | 484 次閱讀

該直流電壓檢測器電路由兩個精密運算放大器(MAX4236)、一個基準電壓源(MAX6143)、一個與非門和相關元件組成，當輸入處于以0V為中心的±100mV窗口內時，將發(fā)出數字輸出信號。

工業(yè)和科學應用中的一個重要功能是檢測安全聯(lián)鎖、自動定序器等中是否存在直流電壓。為了檢測是否存在大雙極直流電平，檢測器必須在其輸入處于規(guī)定范圍內時發(fā)出信號。零伏附近穩(wěn)定且精確定義的窗口。窗口寬度應是最大可容忍誤差電壓的兩倍，并以零伏為中心。

檢測電路必須具有高阻抗輸入，以避免影響其所插入的系統(tǒng)。它還必須承受等于其監(jiān)控的最大電壓加上可能出現(xiàn)的任何瞬變幅度的輸入電平。當輸入電壓在 ±100mV 窗口內時，滿足這些要求的電路（圖 1）會產生數字輸出信號。

其輸入電阻為22MΩ，其最大輸入電壓由22.1MΩ串聯(lián)輸入電阻的飛弧規(guī)范定義。其明確的窗口邊緣具有約 10mV 的遲滯，可消除任何噪聲引起的輸出顫動（圖 2）。響應速度由 10nF 輸入電容器（低泄漏薄膜型）和兩個 22.1MΩ 輸入分壓器/移位器電阻的并聯(lián)組合（約 11MΩ）形成的 10ms 時間常數決定。

該電路采用+5V單電源供電，這要歸功于運算放大器(MAX4236)能夠在低失調電壓、低失調電壓溫度系數、低偏置電流和包括負電源軌的輸入電壓下工作。在 0°C 至 +85°C 范圍內，觸發(fā)閾值的溫度依賴性小于 1mV（總計）。為了確保這些觸發(fā)電壓在整個溫度范圍內的穩(wěn)定性，兩個 22.1MΩ 電阻器的溫度系數應較低且盡可能緊密匹配。

非常高的輸入阻抗使得該電路對漏電流敏感。每個運算放大器的負輸入必須由聚四氟乙烯支架支撐，并且整個組件應采用高質量的保形涂層絕緣。如果檢測器電路必須與系統(tǒng)控制電路進行電流隔離，請考慮圖 3 的電路。